80386/80486高级汇编设计与技术

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出版时间:1900-01-01
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isbn号码:9787307022737
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具体描述

80386/80486高级汇编设计与技术:洞悉微处理器精髓 这本书并非一本简单的汇编语言入门指南,而是深入挖掘 Intel 80386 和 80486 微处理器架构深层奥秘与高级设计思想的实践性著作。它旨在为有一定汇编基础的读者提供一条通往精通之路,揭示这些经典处理器的强大功能如何被充分利用,以及如何在复杂系统中实现高效、优雅的汇编代码。 内容概览: 本书将带领读者穿越 80386 和 80486 微处理器的核心,从基础指令集到复杂的寻址模式,再到对操作系统交互的精妙运用,全面构建起扎实的底层知识体系。 架构解析与核心机制: 32位革命的基石: 深入剖析 80386 引入的 32 位架构,包括新的寄存器组、段式内存管理到分页机制的演进,以及 80486 如何在此基础上通过集成浮点单元(FPU)和一级缓存(L1 Cache)进一步提升性能。理解这些架构层面的革新,是掌握高级汇编设计的起点。 特权级与保护模式: 详细阐述 80386/80486 的保护模式,包括任务管理、门描述符、局部描述符表(LDT)和全局描述符表(GDT)的运作原理,以及如何利用这些机制实现操作系统的内核功能、内存保护和任务切换。 指令集深度探索: 不仅仅是列举指令,而是深入分析各类指令在特定场景下的性能表现和应用技巧。从高效的数据传输、算术逻辑运算,到位操作、串操作,以及对浮点运算单元(80486)的精细控制,我们将探寻如何用最少的指令实现最快的计算。 寻址模式的艺术: 细致讲解各种寻址模式,包括立即数寻址、寄存器寻址、直接寻址、基址寻址、变址寻址、基址加变址寻址以及比例因子寻址。理解这些模式的灵活组合,是编写高效内存访问代码的关键。 高级设计与优化技巧: 高效代码的炼金术: 探讨程序优化的核心原则,如指令流水线(Pipeline)的利用、缓存(Cache)策略、寄存器分配、循环展开、代码重排等,以及如何通过微架构的理解来写出真正高效的汇编代码。 中断与异常处理: 深入理解中断向量表(IVT)和中断描述符表(IDT),以及处理器如何响应外部中断、软件中断和内部异常。学习如何编写高效的中断服务例程(ISR),并实现对系统异常的优雅处理。 内存管理与分页: 详细讲解分页机制的工作原理,包括页目录、页表、页帧等概念,以及如何利用分页实现虚拟内存、内存保护和共享内存。 I/O 操作与设备交互: 教授如何通过端口 I/O 和内存映射 I/O 与外部设备进行通信,理解串行端口、并行端口、定时器等硬件接口的控制方法。 浮点运算的高级应用(80486): 针对 80486 集成的浮点单元(FPU),深入讲解其指令集、寄存器结构以及如何利用其进行复杂的数学计算,包括三角函数、对数、指数等,并探讨浮点运算的精度与性能权衡。 实践导向与系统级应用: 操作系统内核组件: 通过实际代码示例,演示如何使用汇编语言实现操作系统的基本组件,例如引导加载程序(Bootloader)、内存管理器、任务调度器、中断控制器等。 驱动程序开发: 引导读者理解编写硬件驱动程序的基本原理,以及如何在汇编层面与硬件进行直接交互,实现对各种外围设备的精细控制。 性能敏感型应用: 探讨在图形界面、实时系统、嵌入式系统等对性能有极高要求的场景下,如何利用汇编语言实现突破性的性能提升。 调试与分析工具: 介绍常用的汇编调试器和性能分析工具,教授如何有效地定位和解决汇编代码中的问题,以及如何衡量和优化程序的性能瓶颈。 目标读者: 本书适合有以下背景的读者: 具备 C/C++ 或其他高级语言编程经验,希望深入了解计算机底层工作原理的开发者。 系统级软件开发者,如操作系统内核开发者、嵌入式系统工程师、驱动程序开发者等。 计算机体系结构、计算机组成原理等相关专业的研究生和高年级本科生。 对汇编语言有强烈学习兴趣,并希望掌握在特定场景下发挥硬件极致性能的程序员。 通过阅读本书,您将不再仅仅停留在对汇编语言的表面理解,而是能够真正地驾驭 80386/80486 微处理器,洞悉其架构设计的精妙之处,并运用高级汇编技术解决实际工程问题,创造出更加高效、强大和可靠的软件。这本书将是您通往底层系统编程大师之路的宝贵财富。

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读后感

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用户评价

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书中关于实时操作系统(RTOS)与汇编结合的部分,是我一直以来都非常感兴趣的领域,而这本书在这方面的内容堪称完美。作者不仅详细介绍了RTOS的基本概念,如任务调度、中断管理、同步机制等,还深入剖析了如何在汇编层面实现这些功能,以及如何通过汇编代码来优化RTOS的性能。书中关于任务切换的汇编实现讲解尤为精彩,清晰地展示了如何保存和恢复CPU状态,如何进行堆栈的管理,让我对RTOS的底层工作原理有了前所未有的理解。此外,书中对中断服务程序的编写也进行了详细的指导,包括如何快速响应中断、如何最小化中断处理时间,以及如何安全地进行中断嵌套等。这些内容对于从事嵌入式系统开发的人来说,无疑是不可多得的宝藏。

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本书的附录部分也相当有价值,它包含了大量的参考资料,如指令集参考、寄存器列表、ASCII码表等,这些都是在实际编程过程中经常需要查阅的。作者将这些信息整理得井井有条,方便查阅,大大节省了我查找资料的时间。此外,书中还提供了一些实用的工具和调试技巧,例如如何使用汇编器和链接器,如何进行符号调试,以及如何分析程序运行时生成的日志信息等。这些实用的技巧,让我能够更有效地进行汇编程序的开发和调试,解决实际开发中遇到的各种问题。这本书不仅仅是一本知识的传递者,更是一位全方位的助手,它在我学习和实践的道路上提供了源源不断的帮助。

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这本书的排版和装帧都相当不错,封面设计既体现了技术感,又不失专业性,印刷质量也相当可靠,纸张厚实,不易破损,阅读体验上乘。书本拿在手里很有分量,沉甸甸的,仿佛承载着满满的知识。打开书页,一股淡淡的油墨香扑鼻而来,让人心情舒畅。那些严谨的图表和精美的代码示例,都清晰地展示在眼前,仿佛触手可及。即便是长时间翻阅,也不会感到疲劳,书页边缘的处理也很圆滑,不会刮手。我特别喜欢它那种“硬核”的风格,没有过多的花哨装饰,一切都围绕着核心技术展开,这种务实的态度在如今浮躁的软件开发界尤为难得。我之前看过一些汇编的书籍,有的过于晦涩难懂,有的则过于浅尝辄止,而这本书恰到好处地把握了那个度,既有深度,又不至于让人望而却步。它就像一位经验丰富的导师,循循善诱,将复杂的技术概念剖析得淋漓尽致,让我能够一步一步地深入理解。

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这本书不仅仅是一本技术手册,更像是一本充满智慧的探索之旅。作者在讲解过程中,经常会引导读者思考,提出一些发人深省的问题,鼓励我们独立思考,而不是被动接受。例如,在讨论早期中断处理机制时,作者会引导我们思考,在那个资源有限的时代,如何设计出既高效又可靠的中断响应机制。这种启发式的教学方法,不仅加深了我对知识的理解,更重要的是培养了我的批判性思维和解决问题的能力。我发现,每当我遇到一个技术难题时,这本书中的某些理念总能给我新的启发,让我能够从不同的角度去审视问题,找到更优的解决方案。它教会我的不仅仅是汇编语法,更是如何去“思考”计算机,如何去理解它内在的运行逻辑。

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总而言之,这本书是一部里程碑式的作品,它不仅为我打开了80386/80486汇编编程的大门,更让我看到了计算机底层世界的无限可能。即使在今天,这些基础的知识和理念,依然对理解现代处理器架构和高性能计算有着重要的指导意义。这本书就像一座知识的宝库,每次翻阅都能有新的发现和感悟。我强烈推荐这本书给所有对计算机底层原理、性能优化、以及经典的处理器架构感兴趣的开发者和学生,相信它一定会给你带来意想不到的收获。它不仅仅是一本书,更是一份对技术执着的追求的体现。

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我特别喜欢书中关于内存管理和虚拟内存的部分。在80386/80486时代,这些概念对于理解操作系统的发展至关重要,而本书对这些内容的讲解非常透彻。作者不仅清晰地解释了分段、分页等内存管理机制的工作原理,还深入探讨了它们如何影响程序的性能和安全性。书中对页表结构、TLB(Translation Lookaside Buffer)以及内存访问的整个流程进行了详细的图示和讲解,让我能够非常直观地理解CPU是如何将虚拟地址转换为物理地址的。我还学到了如何通过优化内存访问模式来提高程序的效率,例如如何进行数据局部性优化,如何避免缓存抖动等。这些底层的内存管理知识,对于我理解现代操作系统和应用程序的性能表现至关重要。

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我尝试着运用书中教授的一些高级汇编技巧来优化我自己的一个小型项目,结果令人惊喜。原本运行缓慢的程序,在经过一番“汇编魔法”的调整后,速度提升了不止一个档次。那种从底层入手,直接触及性能瓶颈并将其解决的成就感,是使用高级语言所无法比拟的。这本书教会我的不仅仅是代码的编写,更是一种解决问题的思维方式,一种对计算机工作原理的深刻洞察。我开始能够更敏锐地察觉到程序中的性能隐患,并有能力去解决它们。这不仅仅是技术上的提升,更是自信心的增强。

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我非常欣赏作者在书中对性能优化的细致讲解。汇编语言的魅力很大一部分就体现在对硬件资源的极致利用上,而这本书正是将这一点展现得淋漓尽致。从指令流水线的工作原理,到缓存的利用策略,再到分支预测的技巧,书中都进行了详尽的阐述,并给出了许多实用的代码优化建议。我尤其对书中关于“指令级并行”和“流水线冒险”的分析印象深刻,作者通过生动的比喻和直观的图解,将这些看似高深的概念变得易于理解。通过学习这些内容,我学会了如何编写更高效、更精简的汇编代码,如何避免那些可能导致性能下降的“陷阱”。例如,书中介绍的如何通过重排指令顺序来提高流水线利用率的方法,对我日后的程序优化工作提供了宝贵的思路。能够深入理解并掌握这些底层的优化技巧,对于任何一位追求极致性能的开发者来说,都是一笔巨大的财富。

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这本书的章节划分非常有逻辑性,从基础概念的引入,到高级特性的深入探讨,再到实际应用案例的剖析,整个流程衔接自然,过渡流畅。每一个章节都像一块精心打磨的基石,为后续内容的学习奠定了坚实的基础。作者在讲解CPU架构时,并没有止步于冰冷的理论,而是巧妙地穿插了大量的历史背景和设计哲学,这使得我对80386/80486系列处理器的演进有了更深刻的认识,也更理解了它们在计算机发展史上的重要地位。例如,在介绍分段机制时,作者不仅详细阐述了其工作原理,还解释了为什么在当时需要采用这种内存管理方式,以及它所带来的优势和局限性。这种“知其然,更知其所以然”的讲解方式,大大提升了学习的效率和趣味性。此外,书中对寄存器、指令集、寻址模式等核心内容的讲解也极其细致,每一个概念都配有清晰的图示和恰当的例子,让我能够快速掌握并牢记。

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书中对底层硬件交互的描述,也让我受益匪浅。汇编语言的独特之处在于它能够直接与硬件打交道,而这本书正是将这种能力展现得淋漓尽致。从I/O端口的读写,到中断控制器的配置,再到DMA(Direct Memory Access)控制器的使用,书中都进行了详尽的讲解,并配有相应的汇编代码示例。我学会了如何编写代码来直接控制硬件设备,如何利用中断来处理外部事件,以及如何通过DMA来提高数据传输效率。这些内容对于理解计算机硬件的工作原理,以及进行底层驱动程序的开发都非常有帮助。例如,书中关于键盘和鼠标输入处理的汇编代码,让我能够更深入地理解用户输入是如何被计算机识别和处理的。

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